没有比研究人类自身的大脑更重要的科学课题。我们对整个宇宙的看法都取决于它。
Francis Harry Compton Crick 是一位英国分子生物学家、生物物理学家和神经科学家。1953年,他与James Watson合著了一篇学术论文,提出了DNA分子的双螺旋结构。他与Watson和Maurice Wilkins一起,因"在核酸分子结构及其在生命物质中信息转移的重要性方面的发现"而共同获得1962年诺贝尔生理学或医学奖。这些成果部分基于Rosalind Franklin、Raymond Gosling和Wilkins所做的基础研究。
Crick是一位重要的理论分子生物学家,在DNA螺旋结构研究中发挥了关键作用。他广为人知的是使用"中心法则"一词来总结这样的观点:一旦信息从核酸DNA或RNA转移到蛋白质,它就不能流回核酸。换句话说,从核酸到蛋白质的信息流的最后一步是不可逆的。
在他职业生涯的其余时间里,他担任了位于California的La Jolla的Salk生物研究所的J.W. Kieckhefer杰出研究教授。他后来的研究集中在理论神经生物学和推进人类意识科学研究的尝试。他一直在这个岗位上工作到去世;根据Christof Koch的说法,"他在临终时还在编辑一份手稿,直到最后还是一位科学家"。
早年生活和教育
Crick是Harry Crick(1887-1948)和Annie Elizabeth Crick(娘家名Wilkins;1879-1955)的长子。他于1916年6月8日出生,在Weston Favell长大,该地当时是英国Northampton镇附近的一个小村庄,Crick的父亲和叔叔在那里经营家族的靴子和鞋类工厂。他的祖父Walter Drawbridge Crick(1857-1903)是一位业余自然学家,撰写了关于当地有孔虫(单细胞原生动物,有壳)的调查,与Charles Darwin通信,并有两种腹足类(蜗牛或蛞蝓)以他的名字命名。
在很小的时候,Francis就被科学以及他从书中能学到的东西所吸引。作为一个孩子,他被父母带到教堂。但在大约12岁时,他说他不想再去了,因为他更喜欢科学的方式来寻求答案,而不是宗教信仰。
他的叔叔Walter Crick住在Abington Avenue南侧的一所小房子里;他的小花园底部有一个棚子,他在那里教Crick吹玻璃、进行化学实验和制作相纸。当他八九岁时,他转入了Billing Road上的Northampton文法学校的最初级班级。这大约离他的家1.25英里(2公里),他可以通过Park Avenue South和Abington Park Crescent走回来,但他通常坐公共汽车或后来骑自行车去。高年级的教学令人满意,但不如想象中那样有刺激性。14岁以后,他获得奖学金在伦敦Mill Hill学校受教育,在那里他与最好的朋友John Shilston一起学习数学、物理和化学。他在Mill Hill学校基金会日(1933年7月7日星期五)与他人共享了Walter Knox化学奖。他声称自己的成功得益于在Mill Hill担任学生期间所接受的教学质量。
在21岁时,Crick从伦敦大学学院获得物理学学士学位。Crick未能进入剑桥的一所学院,可能是由于未能通过他们对拉丁文的要求。Crick在伦敦大学学院开始了他的博士学位,但被第二次世界大战打断。他后来成为剑桥大学Gonville and Caius学院的博士生和荣誉研究员,主要在Cavendish实验室和剑桥医学研究委员会(MRC)分子生物学实验室工作。他也是剑桥Churchill学院和伦敦大学学院的荣誉研究员。
Crick在伦敦大学学院物理学家Edward Neville da Costa Andrade的实验室开始了一项博士研究项目,测量高温下水的粘度,他后来将其描述为"可以想象的最枯燥的问题",但随着第二次世界大战的爆发,特别是在不列颠战役期间一枚炸弹穿过实验室屋顶并摧毁了他的实验装置的事件发生后,Crick被转向了可能的物理学职业生涯。然而,在他作为博士生的第二年,他获得了Carey Foster研究奖,这是一项伟大的荣誉。他在布鲁克林理工学院进行了博士后工作。
在第二次世界大战期间,他为海军部研究实验室工作,该实验室产生了许多杰出科学家的小组,包括David Bates、Robert Boyd、George Deacon、John Gunn、Harrie Massey和Nevill Mott;他从事磁性和声学地雷的设计工作,并在设计一种对德国扫雷艇有效的新型地雷方面发挥了重要作用。
第二次世界大战后的生活和工作
1947年,31岁的Crick开始学习生物学,成为物理学家向生物学研究重要迁移的一部分。这一迁移得以实现是因为物理学家如Sir John Randall新获得的影响力,他曾通过诸如雷达等发明帮助赢得了战争。Crick必须从物理学的"优雅和深刻的简洁性"调整到"自然选择在数十亿年中演化出来的复杂化学机制"。他将这一转变描述为"几乎就像必须重生一样"。根据Crick的说法,学习物理学的经历教给了他一些重要的东西——傲慢——以及由于物理学已经成功,其他科学(如生物学)也应该取得巨大进步的信念。Crick认为这种态度促使他比通常关心生物学令人生畏问题而不是物理学过去成功的典型生物学家更大胆。
在大约两年的大部分时间里,Crick在由Honor Bridget Fell主持的剑桥Strangeways研究实验室从事细胞质物理性质的工作,获得了医学研究委员会的学生奖学金,直到他加入Max Perutz和John Kendrew在Cavendish实验室的工作。Cambridge的Cavendish实验室由在1915年以25岁的年纪获得诺贝尔奖的Sir Lawrence Bragg总体指挥。Bragg在努力击败美国领先化学家Linus Pauling来发现DNA结构的竞争中很有影响力,在Pauling成功确定蛋白质的α螺旋结构后他被抢先了。同时,Bragg的Cavendish实验室也在有效地与King's College London竞争,其生物物理系由Randall指挥。Randall拒绝了Crick在King's College工作的申请。Francis Crick和King's College的Maurice Wilkins是私人朋友,这对随后的科学事件的影响就像Crick和James Watson之间的亲密友谊一样。Crick和Wilkins首次在King's College见面,而不是如两位作者错误记录的那样在第二次世界大战期间的海军部见面。
个人生活
Crick结过两次婚,生了三个孩子,是六个孙子孙女的祖父;他的弟弟Anthony(1918年出生)在1966年比他先去世。
配偶:
- Ruth Doreen Crick,娘家名Dodd,生于1913年,1940年2月18日至1947年5月8日结婚,2011年去世,后来成为Mrs. James Stewart Potter
- Odile Crick,娘家名Speed,生于1920年8月11日,1949年8月14日至2004年7月28日结婚,2007年7月5日去世
子女:
- Michael Francis Compton,生于1940年11月25日
- Gabrielle Anne,生于1951年7月15日
- Jacqueline Marie-Therese;
孙子孙女
- Alexander,生于1974年3月
- Kindra,生于1976年5月
- Camberley,生于1978年6月
- Francis Henry Riley,生于1981年2月,Michael和Barbara Crick的四个孩子
- Mark和Nicholas,已故Jacqueline和Christopher Nichols的孩子。
Crick于2004年7月28日上午死于结肠癌,地点在La Jolla的加州圣地亚哥大学(UCSD)Thornton医院;他被火化,骨灰被撒入太平洋。公开追悼会于2004年9月27日在San Diego附近La Jolla的Salk生物研究所举行;嘉宾演讲者包括James Watson、Sydney Brenner、Alex Rich、Seymour Benzer、Aaron Klug、Christof Koch、Pat Churchland、Vilayanur Ramachandran、Tomaso Poggio、Leslie Orgel、Terry Sejnowski、他的儿子Michael Crick和他最小的女儿Jacqueline Nichols。为家庭和同事举行的私人追悼会于2004年8月3日举行。
研究
Crick对生物学的两个基本未解决问题感兴趣:分子如何从非生命过渡到生命,以及大脑如何产生意识心智。他意识到他的背景使他更有资格从事第一个课题的研究以及生物物理学领域的工作。正是在Crick从物理学过渡到生物学的这个时期,他受到了Linus Pauling和Erwin Schrödinger的影响。从理论上讲,生物分子中的共价键可以提供所需的结构稳定性,以在细胞中保持遗传信息。这只是作为实验生物学的一项练习,以发现究竟哪种分子是遗传分子。在Crick的观点中,Charles Darwin的自然选择进化论、Gregor Mendel的遗传学和分子遗传学知识结合在一起,揭示了生命的秘密。Crick有一个非常乐观的观点,认为生命很快就会在试管中被创造出来。然而,一些人,如同事兼研究员Esther Lederberg认为Crick过于乐观。
显然,一些大分子(如蛋白质)可能是遗传分子。然而,众所周知,蛋白质是结构和功能大分子,其中一些进行细胞的酶催化反应。在1940年代,有一些证据指向另一种大分子DNA,即染色体的另一个主要成分,作为候选遗传分子。在1944年的Avery-MacLeod-McCarty实验中,Oswald Avery和他的合作者表明,通过向细菌提供特定的DNA分子,可以在细菌中引起可遗传的表型差异。
然而,其他证据被解释为表明DNA在结构上不有趣,可能只是看起来更有趣的蛋白质分子的分子支架。Crick在正确的地点,以正确的心态,在正确的时间(1949年)加入了Max Perutz在剑桥大学的项目,并开始从事蛋白质的X射线晶体学工作。X射线晶体学在理论上提供了揭示大分子(如蛋白质和DNA)分子结构的机会,但当时存在严重的技术问题,阻止了X射线晶体学应用于此类大分子。
1949-1950
Crick自学了X射线晶体学的数学理论。在Crick研究X射线衍射的期间,剑桥实验室的研究人员试图确定蛋白质中氨基酸链最稳定的螺旋构象(α螺旋)。Linus Pauling首先确定了α螺旋的每个螺旋转3.6个氨基酸的比率。Crick目睹了他的同事在制作正确的α螺旋分子模型的失败尝试中所犯的那些错误类型;这些结果被证明是重要的经验教训,可以在未来应用于DNA的螺旋结构。例如,他了解到了双键赋予分子结构的结构刚性的重要性,这既与蛋白质中的肽键有关,也与DNA中核苷酸的结构有关。
1951-1953:DNA结构
在1951年和1952年,Crick与William Cochran和Vladimir Vand一起协助开发了关于螺旋分子X射线衍射的数学理论。这个理论结果与含有α螺旋构象的氨基酸序列的蛋白质的X射线数据匹配良好。螺旋衍射理论也被证明对理解DNA的结构很有用。
1951年末,Crick开始与James Watson在英国Cambridge的Cavendish实验室合作。利用King's College London的Rosalind Franklin及其研究生Raymond Gosling获得的"Photo 51"(X射线衍射结果),由Gosling和Franklin的同事Wilkins提供给他们,Watson和Crick共同开发了DNA螺旋结构的模型,他们在1953年发表了这一模型。由于这项工作和随后的工作,他们与Wilkins一起于1962年共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
当Watson来到Cambridge时,Crick是一位35岁的研究生,这是由于他在第二次世界大战期间的工作,而Watson只有23岁,但他已经有了博士学位。他们对学习遗传信息如何能以分子形式存储的基本问题很感兴趣。Watson和Crick无休止地谈论DNA以及有可能猜出它结构的好的分子模型的想法。一个关键的实验部分



